DE202019003218U1

DE202019003218U1 - Measuring tube and ultrasonic flow meter

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Publication number: DE202019003218U1
Application number: DE202019003218.5U
Authority: DE
Original assignee: ENGELMANN SENSOR GmbH
Current assignee: ENGELMANN SENSOR GmbH
Priority date: 2019-01-02
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2029-01-03

Abstract

Messrohr (14) aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff für einen Ultraschall-Durchflussmengenmesser (10) zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit, mit:
einer ersten Öffnung (22a) im Messrohr zum Einleiten eines Ultraschallsignals (24) in die durchfließende Flüssigkeit und einer zweiten Öffnung (22b) im Messrohr zum Ausleiten des Ultraschallsignals aus der durchfließenden Flüssigkeit, die mit Abstand hintereinander entlang des Messrohrs angeordnet sind;
einem Messkanal (26) innerhalb des Messrohrs, der sich zwischen den zwei Öffnungen erstreckt und von der durchfließenden Flüssigkeit durchflossen wird; und
mindestens zwei Umlenkbereichen (18a, 18b, 18c) zum Aufnehmen von jeweils einem Umlenkspiegel (16a, 16b, 16c), um das Ultraschallsignal durch Reflexion von der ersten Öffnung durch den Messkanal zu der zweiten Öffnung weiterzuleiten, wobei
der Messkanal in einem Querschnitt senkrecht zur Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit rechteckig ausgebildet ist und eine sich in Flussrichtung der Flüssigkeit vergrößernde Querschnittsfläche aufweist.

Ultrasonic absorbing plastic measuring tube (14) for an ultrasonic flowmeter (10) for determining a quantity of a liquid flowing through, comprising:
a first opening (22a) in the measuring tube for introducing an ultrasonic signal (24) into the liquid flowing through and a second opening (22b) in the measuring tube for discharging the ultrasonic signal from the flowing liquid, which are arranged at a distance one behind the other along the measuring tube;
a measuring channel (26) within the measuring tube, which extends between the two openings and is flowed through by the liquid flowing through; and
at least two deflection regions (18a, 18b, 18c) for receiving in each case a deflection mirror (16a, 16b, 16c) for forwarding the ultrasonic signal by reflection from the first opening through the measurement channel to the second opening, wherein
the measuring channel is rectangular in a cross-section perpendicular to the flow direction of the liquid flowing through and has a cross-sectional area which increases in the direction of flow of the liquid.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschall-Durchflussmengenmesser zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit und ein Messrohr aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff für einen solchen Ultraschall-Du rchflussmeng en messer.The present invention relates to an ultrasonic flowmeter for determining an amount of a liquid flowing through and a measuring tube made of ultrasound-absorbing plastic for such an ultrasonic flow meter.

Solche Durchflussmengenmesser werden beispielsweise in Wärmezählern zur Bestimmung des Verbrauchs von Wärme in Heizungsanlagen verwendet. Dazu wird das Volumen des warmen Wassers, das durch den Messkanal strömt, gemessen. Gleichzeitig wird die Temperaturdifferenz zwischen zwei Messpunkten im Vor- und Rücklauf gemessen. Aus diesen beiden Messungen kann dann der Wärmezähler die verbrauchte Wärmemenge ermitteln.Such flow meters are used for example in heat meters for determining the consumption of heat in heating systems. For this purpose, the volume of warm water flowing through the measuring channel is measured. At the same time, the temperature difference between two measuring points in the flow and return is measured. From these two measurements, the heat meter can then determine the amount of heat consumed.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Ultraschall-Durchflussmengenmesser mit zwei Ultraschallwandlern, die ein Ultraschallsignal in ein Messrohr aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff einleiten. Innerhalb des Messrohrs ist ein Messkanal angeordnet, der von der Flüssigkeit durchflossen wird. Weiterhin sind innerhalb des Messrohrs mindestens zwei Umlenkspiegel so angeordnet, dass das Ultraschallsignal von einem Ultraschallwandler zum anderen weitergeleitet wird. Dabei wird das Ultraschallsignal zumindest teilweise in bzw. gegen die Flussrichtung durch den Messkanal und die durchfließende Flüssigkeit geleitet. Basierend auf dem empfangenen Ultraschallsignal kann dann die Durchflussmenge ermittelt werden.In particular, the present invention relates to ultrasonic flowmeters having two ultrasonic transducers which introduce an ultrasonic signal into a measuring tube made of ultrasound-absorbing plastic. Within the measuring tube, a measuring channel is arranged, which is flowed through by the liquid. Furthermore, at least two deflecting mirrors are arranged within the measuring tube in such a way that the ultrasonic signal is transmitted from one ultrasonic transducer to the other. In this case, the ultrasonic signal is at least partially directed into or against the flow direction through the measuring channel and the liquid flowing through. Based on the received ultrasonic signal, the flow rate can then be determined.

Üblicherweise sind die Rohrleitungssysteme, in denen ein Ultraschall-Durchflussmengenmesser zum Einsatz kommt, aus Metall. Metallische Gehäuse haben die Eigenschaft, Ultraschallsignale zu reflektieren und damit einer präzisen Messung abträglich zu sein. Kunststoff hat im Gegensatz dazu die Eigenschaft, Ultraschallwellen kaum zu reflektieren, stattdessen aufzunehmen und gut zu absorbieren. Durch die Verwendung eines Messrohrs aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff werden unerwünschte Reflexionen an den Wänden des Ultraschall-Durchflussmengenmessers und eine unkontrollierte Ausbreitung eingekoppelter Schwingungen als Körperschall minimiert. Ein solches Messrohr kann beispielsweise innerhalb eines Metallgehäuses verwendet werden. Die Genauigkeit der Ultraschall-Messung wird verbessert.Usually, the piping systems that use an ultrasonic flowmeter are made of metal. Metallic housings have the property of reflecting ultrasonic signals and thus of being detrimental to a precise measurement. Plastic, in contrast, has the property of hardly reflecting ultrasound waves, instead absorbing and absorbing well. By using a measuring tube made of ultrasound-absorbing plastic, unwanted reflections on the walls of the ultrasonic flowmeter and an uncontrolled propagation of coupled vibrations as structure-borne noise are minimized. Such a measuring tube can be used for example within a metal housing. The accuracy of the ultrasonic measurement is improved.

Ein Ultraschall-Durchflussmengenmesser ist beispielsweise aus der EP 3 199 923 A1 bekannt. Darin wird ein Durchflussmengenmesser mit einem metallischen Gehäuse offenbart, in das ein Kunststoffformteil eingesetzt ist, welches einen Messkanal bildet. Entlang des Messkanals sind zwei Ultraschallwandler im Abstand angeordnet. An der Innenwandung des Kunststoffformteils sitzen drei Umlenkspiegel, welche die Ultraschallsignale auf einem W-förmigen Weg zwischen den beiden Ultraschallwandlern mehrfach reflektieren. Die Umlenkspiegel sitzen auf flachen Sockeln, die an der Innenwandung angeordnet und strömungsgünstig ausgebildet sind. Außerhalb der Umlenkspiegel absorbiert das Kunststoffformteil die Ultraschallstrahlung, sodass störende Reflexionen und ein Einkoppeln in das metallische Gehäuse vermieden werden.An ultrasonic flow meter is for example from the EP 3 199 923 A1 known. Therein a flow meter is disclosed with a metallic housing, in which a plastic molding is used, which forms a measuring channel. Along the measuring channel two ultrasonic transducers are arranged at a distance. On the inner wall of the plastic molding sit three deflection mirrors, which reflect the ultrasonic signals on a W-shaped path between the two ultrasonic transducers multiple times. The deflecting mirror sitting on flat pedestals, which are arranged on the inner wall and designed aerodynamically. Outside the deflecting mirror, the plastic molded part absorbs the ultrasonic radiation so that disturbing reflections and coupling into the metallic housing are avoided.

Bei bisherigen Ansätzen zur Ausgestaltung des Messrohrs aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff war die Überlegung, über eine geschickte Anordnung der Umlenkspiegel und über eine möglichst ungestörte Strömung in einem Messkanal innerhalb des Messrohrs eine genaue Messung sicherzustellen. In previous approaches to the design of the measuring tube made of ultrasound-absorbing plastic, the idea was to ensure an accurate measurement by means of a clever arrangement of the deflection mirrors and via an undisturbed flow in a measuring channel within the measuring tube.

Dennoch beeinflussen die Umlenkspiegel die Strömung im Messrohr und können damit die Genauigkeit der Durchflussmengenmessung beeinträchtigen.Nevertheless, the deflection mirrors influence the flow in the measuring tube and can thus affect the accuracy of the flow rate measurement.

Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine möglichst exakte Messung einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit zu ermöglichen. Insbesondere soll innerhalb eines Messkanals in einem Messrohr eine möglichst homogene Strömung der durchfließenden Flüssigkeit erreicht werden, um eine präzise Messung mittels des Ultraschallsignals zu ermöglichen.Proceeding from this, the present invention has the object to enable the most accurate measurement of an amount of liquid flowing through. In particular, within a measuring channel in a measuring tube, a flow which is as homogeneous as possible of the liquid flowing through is to be achieved in order to enable a precise measurement by means of the ultrasonic signal.

Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt ein Messrohr aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff für einen Ultraschall-Durchflussmengenmesser zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit, mit:

- einer ersten Öffnung im Messrohr zum Einleiten eines Ultraschallsignals in die durchfließende Flüssigkeit und einer zweiten Öffnung im Messrohr zum Ausleiten des Ultraschallsignals aus der durchfließenden Flüssigkeit, die mit Abstand hintereinander entlang des Messrohrs angeordnet sind;
- einem Messkanal innerhalb des Messrohrs, der sich zwischen den zwei Öffnungen erstreckt und von der durchfließenden Flüssigkeit durchflossen wird; und
- mindestens zwei Umlenkbereichen zum Aufnehmen von jeweils einem Umlenkspiegel, um das Ultraschallsignal durch Reflexion von der ersten Öffnung durch den Messkanal zu der zweiten Öffnung weiterzuleiten, wobei
- der Messkanal in einem Querschnitt senkrecht zur Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit rechteckig ausgebildet ist und eine sich in Flussrichtung der Flüssigkeit vergrößernde Querschnittsfläche aufweist.

To achieve this object, in a first aspect, the present invention relates to an ultrasound-absorbent plastic measuring tube for an ultrasonic flowmeter for determining an amount of a liquid flowing through, comprising:

- A first opening in the measuring tube for introducing an ultrasonic signal into the liquid flowing through and a second opening in the measuring tube for discharging the ultrasonic signal from the liquid flowing through, which are arranged at a distance one behind the other along the measuring tube;
- A measuring channel within the measuring tube, which extends between the two openings and is flowed through by the flowing liquid; and
- At least two deflection for receiving each of a deflection mirror to forward the ultrasonic signal by reflection from the first opening through the measuring channel to the second opening, wherein
- the measuring channel is rectangular in a cross-section perpendicular to the flow direction of the liquid flowing through and has a cross-sectional area which increases in the direction of flow of the liquid.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Ultraschall-Durchflussmengenmesser zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit, mit:

- einem Messrohr wie zuvor beschrieben;
- jeweils einem Umlenkspiegel in den Umlenkbereichen;
- einem ersten Ultraschallwandler, der zum Senden und Empfangen des Ultraschallsignals an die erste Öffnung im Messrohr angekoppelt ist;
- einem zweiten Ultraschallwandler, der zum Empfangen und Senden des Ultraschallsignals an die zweite Öffnung im Messrohr angekoppelt ist; und
- einem Anschluss zum Verbinden der Ultraschallwandler mit einem Prozessor zum Ansteuern der Ultraschallwandler, um basierend auf einer Auswertung des Ultraschallsignals nach Durchlaufen der durchfließenden Flüssigkeit eine Durchflussmenge zu ermitteln.

In a further aspect, the invention relates to an ultrasonic flowmeter for determining an amount of a liquid flowing through, comprising:

a measuring tube as described above;
- Each a deflection mirror in the deflection areas;
a first ultrasonic transducer coupled to transmit and receive the ultrasonic signal to the first aperture in the measuring tube;
a second ultrasonic transducer coupled to receive and transmit the ultrasonic signal to the second aperture in the measuring tube; and
- A connection for connecting the ultrasonic transducer with a processor for driving the ultrasonic transducer to determine based on an evaluation of the ultrasonic signal after passing through the liquid flowing through a flow rate.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Messrohr und der Ultraschall-Durchflussmengenmesser sowie das Herstellungsverfahren entsprechend der für das Messrohr und den Ultraschall-Durchflussmengenmesser in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention. In particular, the measuring tube and the ultrasonic flow rate meter, as well as the manufacturing method according to the embodiments described for the measuring tube and the ultrasonic flowmeter in the dependent claims can be carried out.

Erfindungsgemäß wird ein Messrohr bereitgestellt, das sich zum Verwenden in einem Ultraschall-Durchflussmengenmesser eignet. Das Messrohr und der Messkanal im Messrohr werden von einer Flüssigkeit durchflossen, insbesondere von Wasser. Mittels eines Ultraschallwandlers wird ein Ultraschallsignal generiert und in die durchfließende Flüssigkeit eingeleitet. Nachdem das Ultraschallsignal durch den Messkanal und durch die innerhalb des Messkanals befindliche durchfließende Flüssigkeit geleitet wurde, wird es vom zweiten Ultraschallwandler empfangen. Ausgehend von einer Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals kann basierend auf der Beeinflussung des Ultraschallsignals durch die Fließgeschwindigkeit der durchfließenden Flüssigkeit auf die Durchflussmenge rückgeschlossen werden. Hierzu wird üblicherweise die durchfließende Flüssigkeit mindestens jeweils einmal in und gegen die Flussrichtung durchlaufen. Beide Ultraschallwandler sind insoweit zumeist zum Senden und Empfangen des Ultraschallsignals ausgebildet.According to the invention, a measuring tube is provided which is suitable for use in an ultrasonic flowmeter. The measuring tube and the measuring channel in the measuring tube are traversed by a liquid, in particular water. By means of an ultrasonic transducer, an ultrasonic signal is generated and introduced into the liquid flowing through. After the ultrasonic signal has passed through the measuring channel and through the liquid flowing inside the measuring channel, it is received by the second ultrasonic transducer. Based on an evaluation of the received ultrasound signal can be deduced based on the influence of the ultrasonic signal by the flow velocity of the liquid flowing through the flow rate. For this purpose, the liquid flowing through is usually passed through at least once in and against the flow direction. Both ultrasonic transducers are so far mostly designed for transmitting and receiving the ultrasonic signal.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Messkanal rechteckig ausgebildet ist und eine sich in Flussrichtung der Flüssigkeit vergrößernde Querschnittsfläche aufweist. Es hat sich gezeigt, dass eine Verwendung eines Messkanals mit einem sich in Flussrichtung vergrößernden Querschnitt eine erhöhte Messgenauigkeit bewirkt. Durch die Vergrößerung des Querschnitts innerhalb des Messkanals wird eine Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit beim Durchströmen des Messkanals erreicht. Hierdurch erhöht sich eine Homogenität der Strömung über den Querschnitt. Verwirbelungen werden reduziert. Durch einen rechteckigen Querschnitt im Bereich des Messkanals kann eine effiziente Fertigbarkeit erreicht werden. Zudem wird eine homogene Strömung im Messkanal gewährleistet. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen mit konstantem Querschnitt des Messkanals kann eine Durchflussmenge mit höherer Präzision ermittelt werden.According to the invention, it is provided that the measuring channel is rectangular and has a cross-sectional area which increases in the direction of flow of the liquid. It has been found that the use of a measuring channel with a cross-section enlarging in the direction of flow causes increased measuring accuracy. By increasing the cross section within the measuring channel, a slowing down of the flow velocity is achieved when flowing through the measuring channel. This increases a homogeneity of the flow over the cross section. Turbulences are reduced. By a rectangular cross-section in the region of the measuring channel an efficient manufacturability can be achieved. In addition, a homogeneous flow is ensured in the measuring channel. Compared to previous approaches with a constant cross-section of the measuring channel, a flow rate with higher precision can be determined.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Zentralachse des Messkanals entlang der Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit nicht deckungsgleich mit einer Zentralachse des Messrohrs entlang der Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit. Die Zentralachse des Messkanals verläuft durch die Diagonalenschnittpunkte der rechteckigen Querschnittsfläche des Messkanals. Die Zentralachse des Messrohrs ergibt sich als Zentralachse einer das Messrohr umschließenden Form. Insbesondere kann das Messrohr im Wesentlichen zylinderförmig sein. Die Zentralachse ergibt sich dann als Zentralachse des Zylinders. Beide Zentralachsen sind vorzugsweise nicht deckungsgleich. Der Messkanal ist exzentrisch in Bezug zum Messrohr angeordnet. Hierdurch wird eine homogene strömungstechnische Beeinflussung des Ultraschallsignals erreicht. Die Genauigkeit der Messung der Durchflussmenge kann weiter gesteigert werden.In a preferred embodiment, a central axis of the measuring channel along the flow direction of the liquid flowing through is not congruent with a central axis of the measuring tube along the flow direction of the liquid flowing through. The central axis of the measuring channel runs through the diagonal intersections of the rectangular cross-sectional area of the measuring channel. The central axis of the measuring tube results as the central axis of the measuring tube enclosing form. In particular, the measuring tube may be substantially cylindrical. The central axis then results as the central axis of the cylinder. Both central axes are preferably not congruent. The measuring channel is arranged eccentrically in relation to the measuring tube. As a result, a homogeneous fluidic influencing of the ultrasonic signal is achieved. The accuracy of the measurement of the flow rate can be further increased.

In einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Zentralachse des Messkanals und die Zentralachse des Messrohrs nicht parallel. Der Messkanal weitet sich in anderen Worten auf, wobei jedoch die Aufweitung der Querschnittsfläche des Messkanals nicht in senkrechter und waagerechter Richtung gleichmäßig erfolgt. Es ergibt sich sozusagen ein konischer Messkanal. Der Messkanal weitet sich ungleichmäßig auf, was eine Zentralachse des Messkanals bedingt, die nicht parallel zu der Zentralachse des Messrohrs verläuft. Die Messgenauigkeit wird durch die weitere Vermeidung von Verwirbelungen gesteigert.In a preferred embodiment, the central axis of the measuring channel and the central axis of the measuring tube are not parallel. In other words, the measuring channel widens, but the widening of the cross-sectional area of the measuring channel does not take place uniformly in the vertical and horizontal directions. It results, as it were, a conical measuring channel. The measuring channel widens unevenly, which causes a central axis of the measuring channel, which does not run parallel to the central axis of the measuring tube. The measuring accuracy is increased by the further avoidance of turbulence.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen mindestens zwei, vorzugsweise drei, Innenflächen des Messkanals parallel zu einer Zentralachse des Messrohrs. Eine Innenfläche des Messkanals ist dabei eine Fläche, die mit der durchfließenden Flüssigkeit in Kontakt steht. Der Messkanal hat im Wesentlichen vier Innenflächen, wobei es möglich ist, dass eine Innenfläche zumindest teilweise von einem Umlenkspiegel innerhalb des Messkanals gebildet wird. Mindestens zwei, bevorzugt drei, Innenflächen dieses Messkanals verlaufen parallel zu einer Zentralachse des Messrohrs. Dies hat zur Folge, dass höchstens zwei, mindestens eine, Innenflächen nicht parallel zur Zentralachse des Messrohrs verlaufen, sondern sich in Richtung der durchfließenden Flüssigkeit von der Zentralachse des Messrohrs entfernen. Der Messkanal weitet sich auf. Verwirbelungen werden vermieden. Die Genauigkeit bei der Messung wird gesteigert. In an advantageous embodiment, at least two, preferably three, inner surfaces of the measuring channel extend parallel to a central axis of the measuring tube. An inner surface of the measuring channel is an area that is in contact with the liquid flowing through. The measuring channel has essentially four inner surfaces, it being possible for an inner surface to be formed at least partially by a deflecting mirror within the measuring channel. At least two, preferably three, inner surfaces of this measuring channel run parallel to a central axis of the measuring tube. As a result, at most two, at least one, inner surfaces do not run parallel to the central axis of the measuring tube, but instead move away from the central axis of the measuring tube in the direction of the liquid flowing through. The measuring channel expands. Turbulences are avoided. The accuracy of the measurement is increased.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Messrohr ein Oberteil und ein mit dem Oberteil koppelbares Unterteil. Der Messkanal wird von Ober- und Unterteil begrenzt. Vorzugsweise weist der Messkanal im Querschnitt senkrecht zur Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit einen ersten U-förmigen Abschnitt im Oberteil und einen zweiten U-förmigen Abschnitt im Unterteil auf. Der Messkanal verläuft teilweise im Ober- und teilweise im Unterteil. Die beiden U-förmigen Abschnitte ergeben zusammen den Messkanal mit rechteckigem Querschnitt. Ober- und Unterteil werden auch als Ober- und Unterschale bezeichnet. Das Messrohr ist sozusagen zusammensetzbar. Durch die Zusammensetzbarkeit wird eine einfachere Herstellbarkeit erreicht. Beide Teile können beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Zudem kann eine einfache und effiziente Montage der Umlenkspiegel in die Umlenkbereiche erfolgen.In an advantageous embodiment, the measuring tube comprises an upper part and a lower part which can be coupled to the upper part. The measuring channel is limited by the upper and lower part. Preferably, the measuring channel in cross-section perpendicular to the flow direction of the liquid flowing through a first U-shaped portion in the upper part and a second U-shaped portion in the lower part. The measuring channel runs partly in the upper part and partly in the lower part. The two U-shaped sections together form the measuring channel with a rectangular cross-section. Upper and lower part are also referred to as upper and lower shell. The measuring tube is sort of composable. The composability achieves easier manufacturability. Both parts can be produced, for example, by injection molding. In addition, a simple and efficient installation of the deflection mirror can be done in the deflection.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Ober- und Unterteil im Bereich des Messkanals zum Abdichten auf beiden Seiten des Messkanals eine Labyrinth-Verbindung angeordnet. Die Labyrinth-Verbindung umfasst eine Nut an dem einen Teil des Ober- und Unterteils und einen in die Nut eingreifenden Vorsprung an dem anderen Teil des Ober- und Unterteils. Eine Labyrinth-Verbindung bezeichnet eine Verbindung, bei der ein Vorsprung, also ein Überstand, in eine Nut, also eine Art Kanal, eingreift. Der Verlauf der Labyrinth-Verbindung ist dabei nicht geradlinig, sondern weist mindestens eine Richtungsänderung auf. Durch die Labyrinth-Verbindung wird eine Abdichtung zwischen Ober- und Unterteil sichergestellt. Es wird verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Messkanal ausströmt. Hierdurch werden Strömungen durch ausströmende Flüssigkeit innerhalb des Messkanals vermieden, die die Homogenität der Strömung innerhalb des Messkanals beeinträchtigen könnten. Die Genauigkeit bei der Messung der Durchflussmenge kann weiter verbessert werden.In an advantageous embodiment, a labyrinth connection is arranged between the upper and lower part in the region of the measuring channel for sealing on both sides of the measuring channel. The labyrinth connection comprises a groove on one part of the upper and lower part and a groove engaging in the projection on the other part of the upper and lower part. A labyrinth connection denotes a connection in which a projection, that is to say a projection, engages in a groove, that is to say a kind of channel. The course of the labyrinth connection is not rectilinear, but has at least one change of direction. The labyrinth connection ensures a seal between the upper and lower part. It is prevented that liquid flows out of the measuring channel. As a result, flows are prevented by outflowing fluid within the measuring channel, which could affect the homogeneity of the flow within the measuring channel. The accuracy in measuring the flow rate can be further improved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich dabei der Vorsprung zumindest auf der einen Seite des Messkanals über die gesamte Länge des Messrohrs. Zusätzlich oder alternativ erstreckt sich die Nut im Wesentlichen entlang des Messkanals. Durch die Verwendung eines relativ langen Vorsprungs kann über die gesamte Länge eine Abdichtung erreicht werden. Ausfließende und eindringende Flüssigkeit wird vermieden. Wie zuvor beschrieben ergibt sich hieraus eine verbesserte Messgenauigkeit.In an advantageous embodiment, the projection extends at least on one side of the measuring channel over the entire length of the measuring tube. Additionally or alternatively, the groove extends substantially along the measuring channel. By using a relatively long projection, a seal can be achieved over the entire length. Outflowing and penetrating liquid is avoided. As described above, this results in an improved measurement accuracy.

Vorzugsweise umfasst das Messrohr drei Umlenkbereiche. Zwei Öffnungs-Umlenkbereiche sind im Messrohr gegenüberliegend von den beiden Öffnungen angeordnet. Ein Innenflächen-Umlenkbereich ist an einer Innenfläche des Messkanals angeordnet. Die Öffnungs-Umlenkbereiche und der Innenflächen-Umlenkbereich sind so angeordnet, dass das Ultraschallsignal nach dem Einleiten in die durchfließende Flüssigkeit auf einen ersten Umlenkspiegel in einem der beiden Öffnungs-Umlenkbereiche auftrifft, von diesem ersten Umlenkspiegel auf einen dritten Umlenkspiegel in dem Innenflächen-Umlenkbereich reflektiert wird, von diesem dritten Umlenkspiegel auf einen zweiten Umlenkspiegel im anderen Öffnungs-Umlenkbereich reflektiert wird und von diesem zweiten Umlenkspiegel ausgeleitet wird. In anderen Worten ergibt sich ein W- bzw. M-förmiger Weg des Ultraschallsignals. Durch die Kombination des W- oder M-förmigen Wegs des Ultraschallsignals (Messstrecke) durch den Messkanal mit dem sich in Flussrichtung der Flüssigkeit vergrößernden Querschnitt des Messkanals können Totwasserbereiche im Umfeld der Umlenkspiegel weitestgehend vermieden werden. Im Auslassbereich kann die Überhöhung am hinteren Spiegel vergrößert werden, um den Einfluss eines sich daran ablösenden Wirbels möglichst gering zu halten. Eine homogene Strömung im Messkanal wird erreicht, wodurch sich eine verbesserte Messgenauigkeit ergibt.Preferably, the measuring tube comprises three deflection regions. Two opening-deflection areas are arranged in the measuring tube opposite of the two openings. An inner surface deflection region is disposed on an inner surface of the measurement channel. The opening deflecting regions and the inner surface deflecting region are arranged so that the ultrasonic signal, after being introduced into the liquid flowing through it, impinges on a first deflecting mirror in one of the two opening deflecting regions, from this first deflecting mirror to a third deflecting mirror in the inner surface deflecting region is reflected by this third deflection mirror on a second deflection mirror in the other opening deflection region and is discharged from this second deflection mirror. In other words, a W- or M-shaped path of the ultrasonic signal results. By combining the W- or M-shaped path of the ultrasonic signal (measuring path) through the measuring channel with the cross-section of the measuring channel which increases in the flow direction of the liquid, dead water areas in the surroundings of the deflection mirrors can be largely avoided. In the outlet area, the elevation at the rear mirror can be increased in order to minimize the influence of a vortex that separates therefrom. A homogeneous flow in the measuring channel is achieved, resulting in an improved measurement accuracy.

Vorzugsweise sind die Umlenkbereiche zum Aufnehmen von Metallplättchen als Umlenkspiegel ausgebildet. Die Metallplättchen können eingelegt werden oder auch, bevorzugt, in einem Spritzgussprozess in das Messrohr miteingespritzt werden. Hierdurch ergibt sich eine effiziente Herstellbarkeit und eine zuverlässige Reflexion des Ultraschallsignals innerhalb des Messrohrs.Preferably, the deflection areas for receiving metal platelets are designed as deflecting mirrors. The metal platelets can be inserted or also, preferably, injected into the measuring tube in an injection molding process. This results in efficient manufacturability and reliable reflection of the ultrasonic signal within the measuring tube.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Messrohr eine umlaufende Vertiefung im Umfang zum Aufnehmen eines Dichtelements, um einen Zwischenraum zwischen Messrohr und Ultraschall-Durchflussmengenmesser abzudichten und einen Flüssigkeitsfluss außerhalb des Messrohrs zu unterbinden. Hierdurch kann die Homogenität der Strömung bereits beim Ein- und Ausfließen in das Messrohr weiter verbessert werden. Die Genauigkeit der Messung kann weiter gesteigert werden.In an advantageous embodiment, the measuring tube comprises a circumferential recess in the periphery for receiving a sealing element to seal a gap between the measuring tube and ultrasonic flow meter and a liquid flow outside the measuring tube to prevention. As a result, the homogeneity of the flow can be further improved already during the inflow and outflow into the measuring tube. The accuracy of the measurement can be further increased.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Ultraschall-Durchflussmengenmesser ein Metallgehäuse zum Einkoppeln in ein Rohrleitungssystem. Das Messrohr ist innerhalb des Metallgehäuses form- und/oder kraftschlüssig befestigt, vorzugsweise mit einer Schraube. In vielen Anwendungen werden Metallrohre verwendet. Metallrohre reflektieren Ultraschall, sodass eine zuverlässige Messung schwierig ist. Durch die Verwendung eines Messrohrs aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff kann innerhalb eines Metallrohrs eine zuverlässige Messung erreicht werden. Durch eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigung innerhalb des Metallgehäuses kann ein Verrutschen oder Lösen des Messrohrs vermieden werden. Zudem kann eine Umströmung weitestgehend vermieden werden, um eine Messung mit hoher Genauigkeit zu erlauben.In a preferred embodiment, the ultrasonic flow meter comprises a metal housing for coupling into a pipeline system. The measuring tube is positively and / or non-positively fixed within the metal housing, preferably with a screw. In many applications metal pipes are used. Metal tubes reflect ultrasound, making reliable measurement difficult. By using a measuring tube made of ultrasound-absorbing plastic, a reliable measurement can be achieved within a metal tube. By a positive and / or non-positive attachment within the metal housing slipping or loosening of the measuring tube can be avoided. In addition, a flow around can be largely avoided to allow a measurement with high accuracy.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmengenmessers zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit;
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messrohrs mit Ober- und Unterteil;
3a eine schematische Schnittdarstellung des Messrohrs parallel zu einer Zentralachse des Messrohrs; und
3b eine schematische Schnittdarstellung des Messrohrs senkrecht zur Zentralachse des Messrohrs.

The invention will be described in more detail below with reference to some selected embodiments in conjunction with the accompanying drawings and explained. Show it:

1 a schematic sectional view of an ultrasonic flowmeter according to the invention for determining an amount of a liquid flowing through;
2 a perspective view of a measuring tube according to the invention with the upper and lower part;
3a a schematic sectional view of the measuring tube parallel to a central axis of the measuring tube; and
3b a schematic sectional view of the measuring tube perpendicular to the central axis of the measuring tube.

In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Ultraschall-Durchflussmengenmesser 10 zum Bestimmen einer Menge einer durchfließenden Flüssigkeit in einem Längsschnitt dargestellt. Der Ultraschall-Durchflussmengenmesser wird in der Darstellung in Richtung der x-Achse von links nach rechts von Flüssigkeit durchflossen. Der Ultraschall-Durchflussmengenmesser 10 eignet sich beispielsweise für die Wärmemengenmessung in Heizungsanlagen von Gebäuden und umfasst ein Metallgehäuse 12 zum Einkoppeln in ein Rohrleitungssystem (nicht dargestellt). Das Metallgehäuse 12 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen runden Querschnitt und besitzt an seinen beiden Enden jeweils einen Flansch zum Anschluss an ein Rohrleitungsnetz. Beispielsweise kann das Metallgehäuse 12 aus Messing bestehen. Innerhalb des Metallgehäuses 12 befindet sich ein Messrohr 14 aus ultraschallabsorbierendem Kunststoff, das von der Flüssigkeit durchflossen wird. Zwischen Messrohr 14 und Metallgehäuse 12 ist ein Dichtelement 15 (Dichtring) in einer umlaufenden Vertiefung 17 um das Messrohr 14 angeordnet, um eine Strömung zwischen Metallgehäuse 12 und Messrohr 14 zu verhindern.In the 1 schematically is an inventive ultrasonic flow meter 10 for determining an amount of liquid flowing through in a longitudinal section. The ultrasonic flowmeter is traversed in the representation in the direction of the x-axis from left to right of liquid. The ultrasonic flowmeter 10 is suitable, for example, for measuring the heat quantity in heating systems of buildings and comprises a metal housing 12 for coupling into a pipeline system (not shown). The metal case 12 In the illustrated embodiment has a substantially circular cross-section and has at its two ends in each case a flange for connection to a pipeline network. For example, the metal housing 12 Made of brass. Inside the metal housing 12 there is a measuring tube 14 made of ultrasound-absorbent plastic that flows through the liquid. Between measuring tube 14 and metal housing 12 is a sealing element 15 (Sealing ring) in a circumferential recess 17 around the measuring tube 14 arranged to form a flow between metal housing 12 and measuring tube 14 to prevent.

Weiterhin umfasst der Ultraschall-Durchflussmengenmesser 10 insgesamt drei Umlenkspiegel 16a, 16b, 16c, die in zwei Öffnungs-Umlenkbereichen 18a, 18b und einem Innenflächen-Umlenkbereich 18c des Messrohrs 14 angeordnet sind. Die drei Umlenkspiegel 16a, 16b, 16c können beispielsweise flache ebene Metallplättchen sein, deren Oberflächen poliert sind und die Spiegelflächen bilden. Die Metallplättchen werden die in die Umlenkbereiche eingelegt und beispielsweise festgeklebt. Vorteilhafterweise ist es möglich, dass die Umlenkspiegel 16a, 16b, 16c in einem Spritzgussprozess in das Messrohr 14 mit eingespritzt werden. Hierdurch kann eine effiziente Herstellbarkeit erreicht werden. Es kann aber auch ein anderes ultraschallreflektierendes Material verwendet werden und/oder eine Schicht aus ultraschallreflektierendem Metall aufgedampft werden.Furthermore, the ultrasonic flowmeter includes 10 a total of three deflecting mirrors 16a . 16b . 16c , which are in two opening deflection areas 18a . 18b and an inner surface deflection region 18c of the measuring tube 14 are arranged. The three deflecting mirrors 16a . 16b . 16c For example, flat flat metal plates whose surfaces are polished and form the mirror surfaces can be. The metal plates are inserted into the deflection areas and glued for example. Advantageously, it is possible that the deflection mirror 16a . 16b . 16c in an injection molding process in the measuring tube 14 to be injected with. As a result, an efficient manufacturability can be achieved. However, it is also possible to use another ultrasound-reflecting material and / or to deposit a layer of ultrasound-reflecting metal.

Zudem umfasst der Ultraschall-Durchflussmengenmesser 10 einen ersten Ultraschallwandler 20a und einen zweiten Ultraschallwandler 20b, die zum Senden und Empfangen eines Ultraschallsignals ausgebildet sind. Die Ultraschallwandler 20a, 20b sind mit einem Prozessor (nicht dargestellt) verbunden, über den sie angesteuert werden, um ein Ultraschallsignal 24 zu senden bzw. zu empfangen. Eine Bestimmung der Durchflussmenge kann basierend auf einer Auswertung des Ultraschallsignals 24 erfolgen, nachdem dieses Ultraschallsignal 24 einen innerhalb des Messrohrs 14 angeordneten Messkanal 26 durchlaufen hat. Die Genauigkeit der Messung der Durchflussmenge der durchfließenden Flüssigkeit hängt von einer Homogenität der Strömung innerhalb des Messkanals 26 ab.In addition, the ultrasonic flowmeter includes 10 a first ultrasonic transducer 20a and a second ultrasonic transducer 20b , which are designed to transmit and receive an ultrasonic signal. The ultrasonic transducers 20a . 20b are connected to a processor (not shown) via which they are driven to receive an ultrasonic signal 24 to send or receive. A determination of the flow rate may be based on an evaluation of the ultrasonic signal 24 done after this ultrasonic signal 24 one inside the measuring tube 14 arranged measuring channel 26 has gone through. The accuracy of the measurement of the flow rate of the liquid flowing depends on a homogeneity of the flow within the measuring channel 26 from.

Die Ultraschallwandler 20a, 20b sind an eine erste Öffnung 22a und eine zweite Öffnung 22b im Messrohr 14 angekoppelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Öffnung 22a bzw. der erste Ultraschallwandler 20a gegenüber dem ersten Öffnungs-Umlenkbereich 18a bzw. gegenüber dem ersten Umlenkspiegel 16a angeordnet. Die zweite Öffnung 22b bzw. der zweite Ultraschallwandler 20b ist gegenüber dem zweiten Öffnungs-Umlenkbereich 18b bzw. gegenüber dem zweiten Umlenkspiegel 16b angeordnet.The ultrasonic transducers 20a . 20b are at a first opening 22a and a second opening 22b in the measuring tube 14 coupled. In the illustrated embodiment, the first opening 22a or the first ultrasonic transducer 20a opposite the first opening deflection area 18a or with respect to the first deflection mirror 16a arranged. The second opening 22b or the second ultrasonic transducer 20b is opposite the second opening deflection area 18b or with respect to the second deflection mirror 16b arranged.

Ein durch eine der beiden Öffnungen 22a, 22b in das Messrohr 14 eingekoppeltes Ultraschallsignal 24 trifft auf einen der beiden Umlenkspiegel 16a, 16b in den Öffnungs-Umlenkbereichen 18a, 18b auf. Von dort wird es auf den dritten innerhalb des Messkanals 26 angeordneten Umlenkspiegel 16c im Innenflächen-Umlenkbereich 18c reflektiert. Von diesem wird es dann erneut an den anderen der beiden Umlenkspiegel 16a, 16b in den Öffnungs-Umlenkbereichen 18a, 18b reflektiert und durch die andere der beiden Öffnungen 22a, 22b ausgeleitet. Das Ultraschallsignal 24 kann dann von einem der beiden Ultraschallwandler 20a, 20b empfangen werden. Das Ultraschallsignal 24 legt zwischen den Ultraschallwandlern 20a, 20b damit einen im Prinzip W-förmigen Weg zurück.One through one of the two openings 22a . 22b into the measuring tube 14 coupled ultrasonic signal 24 meets one of the two deflection mirrors 16a . 16b in the opening deflection areas 18a . 18b on. From there it will be on the third within the measuring channel 26 arranged deflecting mirror 16c in the inner surface deflection region 18c reflected. From this it is then again to the other of the two deflecting mirrors 16a . 16b in the opening deflection areas 18a . 18b reflected and through the other of the two openings 22a . 22b discharged. The ultrasound signal 24 can then be from one of the two ultrasonic transducers 20a . 20b be received. The ultrasound signal 24 lays between the ultrasonic transducers 20a . 20b thus a basically W-shaped way back.

Wie dargestellt wird der Messkanal zumeist mindestens jeweils einmal in und entgegen der Fließrichtung der Flüssigkeit durchlaufen. Das Ultraschallsignal 24 verläuft in beide Richtungen. Einerseits kann der erste Ultraschallwandler 20a das Ultraschallsignal 24 aussenden und der zweite Ultraschallwandler 20b das Ultraschallsignal empfangen. Andererseits ist es möglich, dass der zweite Ultraschallwandler 20b das Ultraschallsignal 24 aussendet und der erste Ultraschallwandler 20a das Ultraschallsignal empfängt.As shown, the measuring channel is usually at least once in and against the flow direction of the liquid through. The ultrasound signal 24 runs in both directions. On the one hand, the first ultrasonic transducer 20a the ultrasonic signal 24 send out and the second ultrasonic transducer 20b receive the ultrasonic signal. On the other hand, it is possible that the second ultrasonic transducer 20b the ultrasonic signal 24 emits and the first ultrasonic transducer 20a the ultrasonic signal is received.

In der 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Messrohr 14 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Messrohr 14 umfasst ein Oberteil 28 sowie ein mit dem Oberteil koppelbares Unterteil 30. Die erste Öffnung 22a und die zweite Öffnung 22b sind am Oberteil angeordnet und im Wesentlichen schlüssellochförmig ausgebildet.In the 2 schematically is a measuring tube according to the invention 14 shown in perspective view. The measuring tube 14 includes a top 28 and a lower part which can be coupled to the upper part 30 , The first opening 22a and the second opening 22b are arranged on the upper part and formed substantially keyhole-shaped.

Der erste Öffnungs-Umlenkbereich 18a und der zweite Öffnungs-Umlenkbereich 18b sind im Unterteil 30 angeordnet. Der Innenflächen-Umlenkbereich 18c ist im Oberteil 28 angeordnet und in der perspektivischen Darstellung nicht sichtbar. Die Öffnungs-Umlenkbereiche 18a, 18b sind gegenüber den Öffnungen 22a, 22b angeordnet.The first opening deflection area 18a and the second opening deflection area 18b are in the lower part 30 arranged. The inner surface deflection area 18c is in the shell 28 arranged and not visible in the perspective view. The opening deflection areas 18a . 18b are opposite the openings 22a . 22b arranged.

Im mittleren Bereich des Messrohrs 14 ist der Messkanal 26 angeordnet. Der Messkanal 26 hat einen Querschnitt, der senkrecht zur Flussrichtung (von links nach rechts in der Darstellung) der durchfließenden Flüssigkeit rechteckig ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Messkanal teilweise im Oberteil 28 und teilweise im Unterteil 30 angeordnet. Insbesondere ist sowohl im Oberteil 28 als auch im Unterteil 30 jeweils ein U-förmiger Abschnitt des Messkanals 26 angeordnet. Unter einem U-förmigen Abschnitt versteht sich ein Abschnitt mit rechteckigem Querschnitt, der einseitig in Richtung des jeweils anderen U-förmigen Abschnitts geöffnet ist. In anderen Worten verläuft ein Teil des Messkanals im Oberteil 28 und ein anderer Teil im Unterteil 30.In the middle area of the measuring tube 14 is the measuring channel 26 arranged. The measuring channel 26 has a cross-section perpendicular to the flow direction (from left to right in the illustration) of the liquid flowing through rectangular. In the illustrated embodiment, the measuring channel is partially in the upper part 28 and partly in the lower part 30 arranged. In particular, both in the upper part 28 as well as in the lower part 30 in each case a U-shaped section of the measuring channel 26 arranged. A U-shaped section is understood to mean a section of rectangular cross-section which is open on one side in the direction of the other U-shaped section. In other words, a part of the measuring channel runs in the upper part 28 and another part in the lower part 30 ,

Für die Abdichtung zwischen Oberteil 28 und Unterteil 30 ist eine Labyrinth-Verbindung 32 vorgesehen. Die Labyrinth-Verbindung 32 umfasst dabei eine Nut 34 am Oberteil und einen in die Nut eingreifenden Vorsprung 36 am Unterteil 30. Sowohl die Nut 34 als auch der Vorsprung 36 sind symmetrisch auf beiden Seiten des Messkanals 26 angeordnet. Der Vorsprung 36 verläuft im dargestellten Beispiel auf beiden Seiten des Messkanals 26 über die gesamte Länge des Messrohrs 14. Die Nut 34 verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen entlang des Messkanals 26. Demnach verläuft die Nut 34 nicht über die gesamte Länge des Messrohrs 14, sondern lediglich über einen Teil davon, nämlich den Teil entlang des Messkanals 26. Durch die Labyrinth-Verbindung 32 wird sichergestellt, dass insbesondere im Bereich des Messkanals 26 eine möglichst dichte Verbindung zwischen Oberteil 28 und Unterteil 30 hergestellt wird. Es wird verhindert, dass Flüssigkeit ein- oder austritt und hierdurch Verwirbelungen bzw. eine inhomogene Strömung im Bereich des Messkanals 26 entsteht. Insoweit bewirkt die Labyrinth-Verbindung 32 eine Verbesserung der Homogenität der Strömung im Bereich des Messkanals 26.For the sealing between upper part 28 and lower part 30 is a maze connection 32 intended. The labyrinth connection 32 includes a groove 34 on the upper part and a projection engaging in the groove 36 at the bottom 30 , Both the groove 34 as well as the lead 36 are symmetrical on both sides of the measuring channel 26 arranged. The lead 36 runs in the example shown on both sides of the measuring channel 26 over the entire length of the measuring tube 14 , The groove 34 runs in the illustrated embodiment substantially along the measuring channel 26 , Accordingly, the groove runs 34 not over the entire length of the measuring tube 14 but only a part of it, namely the part along the measuring channel 26 , Through the maze connection 32 ensures that, especially in the area of the measuring channel 26 the closest possible connection between the upper part 28 and lower part 30 will be produced. It is prevented that liquid enters or exits and thereby turbulence or an inhomogeneous flow in the region of the measuring channel 26 arises. As far as the labyrinth connection causes 32 an improvement of the homogeneity of the flow in the area of the measuring channel 26 ,

In den 3a und 3b sind schematische Schnittansichten des Messrohrs 14 gezeigt. 3a zeigt eine seitliche Schnittansicht, wobei eine Zentralachse 38 des Messrohrs 14 entlang der x-Achse von links nach rechts in Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit verläuft. 3b zeigt eine Schnittansicht orthogonal zur Zentralachse 38 des Messrohrs 14 im Bereich des Messkanals 26 (Querschnitt). Die Schnittebene 40 verläuft dabei im Bereich des Flüssigkeitseintritts in den Messkanal 26.In the 3a and 3b are schematic sectional views of the measuring tube 14 shown. 3a shows a side sectional view, wherein a central axis 38 of the measuring tube 14 runs along the x-axis from left to right in the direction of flow of the liquid flowing through. 3b shows a sectional view orthogonal to the central axis 38 of the measuring tube 14 in the area of the measuring channel 26 (Cross-section). The cutting plane 40 runs in the area of liquid entry into the measuring channel 26 ,

Der Messkanal 26 ist im Bereich der Schnittebene 40 dabei exzentrisch zum Messrohr 14 angeordnet. In anderen Worten ist der Messkanal 26 im Bereich seines Eintritts in der Schnittebene 40 nach oben versetzt im Messrohr 14 angeordnet. Der Messkanal 26 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Querschnittsfläche vergrößert sich in Durchflussrichtung. Im dargestellten Beispiel verlaufen dabei die Zentralachse 38 des Messrohrs 14 und eine Zentralachse 42 des Messkanals 26 nicht parallel. Die Zentralachse 42 des Messkanals 26 ist dabei als diejenige Achse zu verstehen, die in der Mitte des Messkanals 26 verläuft. Im Querschnitt wird als Mitte dabei der Schnittpunkt der Diagonalen des Querschnittsrechtecks verstanden.The measuring channel 26 is in the area of the cutting plane 40 eccentric to the measuring tube 14 arranged. In other words, the measurement channel 26 in the area of his entry in the cutting plane 40 offset upwards in the measuring tube 14 arranged. The measuring channel 26 has a rectangular cross-section. The cross-sectional area increases in the direction of flow. In the example shown, the central axis run 38 of the measuring tube 14 and a central axis 42 of the measuring channel 26 not parallel. The central axis 42 of the measuring channel 26 is to be understood as that axis which is in the middle of the measuring channel 26 runs. In the cross section, the center is understood to be the intersection of the diagonal of the cross section rectangle.

Im dargestellten Beispiel verlaufen drei Innenflächen des Messkanals 44a, 44b, 44c parallel zur Zentralachse 38 des Messrohrs 14. Eine weitere Innenfläche 44d verläuft nicht parallel zur Zentralachse 38 des Messrohrs, sondern fällt in Flussrichtung der durchfließenden Flüssigkeit ab. Hierdurch ergibt sich die Erweiterung des Querschnitts des Messkanals 26 in Flussrichtung der Flüssigkeit. Durch die sich vergrößernde Querschnittsfläche ergibt sich innerhalb des Messkanals 26 eine homogene Strömung, die eine präzise Messung der Durchflussmenge erlaubt.In the example shown, three inner surfaces of the measuring channel run 44a . 44b . 44c parallel to the central axis 38 of the measuring tube 14 , Another inner surface 44d does not run parallel to the central axis 38 of the measuring tube, but drops in the flow direction of the liquid flowing through. This results in the extension of the cross section of the measuring channel 26 in the flow direction of the liquid. Due to the increasing cross-sectional area results within the measuring channel 26 a homogeneous one Flow, which allows a precise measurement of the flow rate.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been fully described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be considered as illustrative and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention and upon a thorough analysis of the drawings, the disclosure, and the following claims.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.In the claims, the words "comprise" and "with" do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plurality. A single element or unit may perform the functions of several of the units recited in the claims. The mere mention of some measures in several different dependent claims is not to be understood that a combination of these measures can not be used equally advantageous. Reference signs in the claims are not intended to be limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3199923 A1 [0005]

Claims

Ultrasonic absorbing plastic measuring tube (14) for an ultrasonic flowmeter (10) for determining a quantity of a liquid flowing through, comprising: a first opening (22a) in the measuring tube for introducing an ultrasonic signal (24) into the liquid flowing through and a second opening (22b) in the measuring tube for discharging the ultrasonic signal from the flowing liquid, which are arranged at a distance one behind the other along the measuring tube; a measuring channel (26) within the measuring tube, which extends between the two openings and is flowed through by the liquid flowing through; and at least two deflection regions (18a, 18b, 18c) for receiving in each case a deflection mirror (16a, 16b, 16c), in order to forward the ultrasonic signal by reflection from the first opening through the measurement channel to the second opening, wherein the measuring channel is rectangular in a cross-section perpendicular to the flow direction of the liquid flowing through and has a cross-sectional area which increases in the direction of flow of the liquid.

Measuring tube (14) after Claim 1 wherein a central axis (42) of the measuring channel (26) along the flow direction of the liquid flowing through is not congruent with a central axis (38) of the measuring tube along the flow direction of the liquid flowing through.

Measuring tube (14) after Claim 2 , wherein the central axis (42) of the measuring channel (26) and the central axis (38) of the measuring tube are not parallel.

Measuring tube (14) according to one of the preceding claims, wherein at least two, preferably three, inner surfaces (44a, 44b, 44c) of the measuring channel (26) extend parallel to a central axis (38) of the measuring tube.

Measuring tube (14) according to one of the preceding claims, wherein the measuring tube comprises an upper part (28) and a lower part (30) which can be coupled to the upper part; the measuring channel (26) of the upper and lower part is limited; and the measuring channel preferably in cross-section perpendicular to the flow direction of the liquid flowing through a first U-shaped portion in the upper part and a second U-shaped portion in the lower part.

Measuring tube (14) after Claim 5 , wherein between the upper part (28) and lower part (30) in the region of the measuring channel (26) for sealing on both sides of the measuring channel, a labyrinth connection (32) is arranged; and the labyrinth connection comprises a groove (34) on one part of the upper and lower parts and a groove-engaging projection (36) on the other part of the upper and lower parts.

Measuring tube (14) after Claim 6 wherein the projection (36) extends at least on one side of the measuring channel (26) over the entire length of the measuring tube; and / or the groove (34) extends substantially along the measurement channel.

Measuring tube (14) according to one of the preceding claims, with three deflection regions (18a, 18b, 18c), wherein two opening deflection regions (18a, 18b) are arranged in the measuring tube opposite the two openings (22a, 22b); an inner surface deflection region (18c) is disposed on an inner surface of the measurement channel (26); and the opening deflecting regions and the inner surface deflecting region are arranged so that the ultrasonic signal (24) impinges on a first deflecting mirror (16a, 16b) in one of the two opening deflecting regions after being introduced into the liquid flowing through it, from this first deflecting mirror onto one third deflection mirror (16c) is reflected in the inner surface deflection region, is reflected by this third deflection mirror on a second deflection mirror in the other opening deflection region and is discharged from this second deflection mirror.

Measuring tube (14) according to one of the preceding claims, wherein the deflection regions (18a, 18b, 18c) for receiving metal platelets are designed as deflecting mirrors (16a, 16b, 16c).

Measuring tube (14) according to one of the preceding claims with a circumferential recess (17) in the periphery for receiving a sealing element (15) to seal a gap between the measuring tube and ultrasonic flow meter (10) and to prevent fluid flow outside the measuring tube.